36
Tehnologia cu rostogolire a lagarelor (Prin rulmenti) 1.1.Definitia rulmentilor Rulmentii sunt lagare care au in constructie un cuzinet de forma speciala. Miscarea relativa dintre fus si lagar se realizeaza prin rostogolirea unor corpun interpuse intre aceste suprafete, care intra in compunerea rulmentului. 1.2. Avantaje si dezavantaje ale lagarelor cu rulmenti Avantajele lagarelor cu rulmenti sunt: frecare mica si portanta mare; uzare si incalzire reduse; consum mic de lubrifiant; jocuri radiale reduse; rigiditate mare;

Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

Tehnologia cu rostogolire a lagarelor (Prin rulmenti)

1.1.Definitia rulmentilor

          Rulmentii sunt lagare care au in constructie un cuzinet de forma speciala.

Miscarea relativa dintre fus si lagar se realizeaza prin rostogolirea unor corpun interpuse intre aceste suprafete, care intra in compunerea rulmentului.

1.2. Avantaje si dezavantaje ale lagarelor cu rulmenti

Avantajele lagarelor cu rulmenti sunt:

      frecare mica si portanta mare;

      uzare si incalzire reduse;

      consum mic de lubrifiant;

      jocuri radiale reduse;

      rigiditate mare;

      inlocuire usoara si posibilitate de standardizare.

Dezavantajele acestui tip de lagar sunt:

      gabarit pe diametru mai mare;

      greutate mai mare;

      functionare mai putin silentioasa;

Page 2: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

      durabilitate redusa la turatii mari;

      tehnologie mai pretentioasa si cost mai ridicat.

1.3. Clasificarea rulmentilor

          Clasificarea generala a rulmentilor se face dupa directia de actionare a sarcinilor, si anume:

      rulmenti radiali;

      rulmenti axiali;

      rulmenti radiali-axiali.

          Caracteristicile lagarelor cu rulmenti

          La acest tip de lagare, intre fusul arborelui sau al osiei si piesa de reazem se interpune rulmentul.

          Rulmentii pot fi montati atat pe fusuri orizontale, cat si pe pivoti. In functie de fortele principale pe care le preiau, rulmentii pot fi:

      rulmenti radiali - cand principala forta pe care o preiau este perpendiculara pe axa fusului;

      rulmenti axiali - cand forta preluata este paralela cu axa fusului;

      rulmenti radial-axiali - cand fortele preluate sunt si axiale si radiale.

Rulmentii sunt organe de masini care se compun din:

1. Rulmentii radiali si radiali axiali - inel interior, inel exterior, corpuri de rulare si colivie (fig. 1);

Page 3: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

                             

                   Fig. 1. Elementele caracteristice ale rulmentilor radiali

2. Rulmentii axiali - inel superior, inel inferior, corp de rulare si colivie (fig. 2.)

                   

                   Fig. 2. Elementele componente ale rulmentilor axiali

          Inelele rulmentilor se executa din otel aliat. Fiecare inel are prevazuta o cale sau doua de rulare, functie de numarul randurilor corpurilor de rulare. Corpurile de rulare se executa din oteluri aliate de calitate.

Din punctul de vedere al formei constructive a corpurilor de rulare, rulmentii pot fi:

      rulmenti cu bile;

      rulmenti cu role cilindrice;

      rulmenti cu role conice;

      rulmenti cu role butoi;

Page 4: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

      rulmenti cu ace.

          Colivia este executata din tabla de otel presata, materiale neferoase, materiale nemetalice si are rolul de mentinere a corpurilor de rulare la distante egale intre ele.

          O clasificare a rulmentilor este prezentata in fig. 3.

                   

                             Fig. 3. Clasificarea rulmentilor

1.4. Simbolizarea rulmentilor

          Numarul mare al caracteristicilor constructive si dimensionale ce trebuie indicate pentru identificarea unui rulment a impus necesitatea adoptarii unei simbolizari. in Romania, aceasta simbolizare este reglementata de STAS 1679-75.

          Dimensiunile au fost sistematizate in 'serii de diametre' si 'serii de latimi' astfel incat rulmentii dintr-o anumita serie de diametre, care au acelasi diametru interior, au si acelasi diametru exterior. In cadrul fiecarei serii de diametre se gasesc rulmenti de latimi diferite.

          Dimensiunile unui rulment se stabilesc alegand atat seria de diametre cat si seria de latimi. Combinatiile dintre aceste doua serii dau nastere seriilor de dimensiuni.

        

Page 5: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

 Seriile de dimensiuni cuprind rulmenti diferiti ca dimensiuni, care pentru aceeasi serie de latimi sunt geometric asemenea.

Stabilirea seriilor de diametre, de latimi si dimensiuni este prezentata in figura 4.

                   Fig.4. Stabilrea seriilor de dimensiuni

               Fig.4. Stabilrea seriilor de dimensiuni

Simbolul unui rulment cuprinde doua parti:

      simbol de baza, care cuprinde simbolul seriei de rulmenti si simbolul alezajului rulmentului;

      simboluri suplimentare.

          Simbolul seriei de rulmenti caracterizeaza tipul rulmentului si seria de dimensiuni si corespunde executiei de baza a rulmentului.

     

Page 6: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

     In tabelul de mai jos sunt prezentate cateva tipuri de rulmenti si simbolizarile lor, conform STAS 1679:

Tipul rulmentului

Schita STASSimbolul seriei derulmenti

Seria de dimensiuni

Rulmenti radiali cu bile pe un rand

3041

(618)

(619)

160

60

62

63

64

18

19

00

10

02

03

04Rulmenti radial-axiali cu bile pe un rand

7416/1,272

73

02

03

Rulmenti axiali cu bile cu simplu efect

3921

511

512

513

514

11

12

13

14

CAPITOLUL II.

ALEGEREA RULMENTILOR

2.1. Reguli pentru alegerea tipului de rulment

          Fiecare tip de rulment are o destinatie bine determinata, chiar daca de multe ori domeniile de utilizare se suprapun.

Page 7: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

          Pentru o buna alegere a tipului de rulment, trebuie sa se tina seama de urmatoarele reguli:

      la sarcini relativ reduse si la viteze de rotatie mari se folosesc rulmenti cu bile, iar pentru sarcini mai mari se folosesc rulmenti cu role;

      daca intre lagare poate exista o dezaxare sau daca arborii sau axele capata deformari prin incovoiere, se folosesc rulmentii oscilanti;

      pentru solicitari pur axiale, de marime mijlocie, se recomanda folosirea rulmentilor axiali cu bile. Rulmentii axiali oscilanti cu role, in afara de sarcini axiale foarte mari, pot prelua si anumite solicitari radiale. La masinile unelte ce prelucreaza prin aschiere, pentru turatii mari se folosesc rulmenti axiali- radiali cu dublu efect.

      pentru solicitari compuse se folosesc rulmenti radiali-axiali cu bile pe un rand, pe doua randuri sau cu role conice;

      functionarea rulmentului este perturbata la temperaturi ce depasesc 120 °C. Pentru temperaturi ridicate este necesara utilizarea unor rulmenti speciali, avand elementele componente executate din marci speciale de otel stabilizate prin tratamente termice. in aceasta situatie se are in vedere si adoptarea de solutii constructive pentru eliminarea caldurii, pentru a se putea asigura o ungere corespunzatoare;

      pentru aparatele de uz casnic, aparatele de uz medical, ascensoare sau masini electrice de putere mica se utilizeaza rulmenti radiali cu bile care au prevazute conditii speciale pentru zgomot. Acesti rulmenti au in general diametrul interior pana la 50 mm.

      solutia constructiva aleasa trebuie sa permita montajul si demontajul usor al ansamblului. Acolo unde este necesar, se poate adopta solutia folosirii rulmentilor demontabilisau a rulmentilor de alezaj conic.

2.2. Tipuri de rulmenti

Page 8: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

 2.2.1 Rulmenti radiali

          a).Rulmenti radiali cu bile pe un rand cu cale de rulare adanca (fig. 5).

                             

                             Fig.5. Rulment radial cu bile pe un rand

          Sunt utilizati pentru preluarea sarcinilor radiale, cat si pentru sarcini combinate radiale si axiale. Pot fi utilizati in conditii bune la turatii mari.

b) Rulmenti radiali cu bile, demontabili. Sunt utilizati aproape in toate tipurile de constructii mecanice si in mod deosebit la constructia aparatajului electric. Au dezavantajul ca pot prelua sarcini axiale dintr-o singura directie (fig. 6).

                             

Page 9: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

                   Fig.6. Rulment radial cu bile, demontabil

c) Rulmenti Y. Sunt rulmenti cu bile pe un rand care au suprafata exterioara a inelului exterior sferica, ceea ce permite compensarea erorilor de aliniere a lagarelor. Au avantajul ca preiau sarcini axiale importante.

          Sunt folositi in general la constructia masinilor agricole, unde coaxialitatea lagarelor este foarte greu de realizat si mentinut.

         

In figura 7 sunt prezentate cateva variante constructive ale acestui rulment:

Fig. 7. Rulmenti: a - rulment cu ambele inele de aceeasi latime; b - rulment cu inelul interior mai lat si plasat asimetric, permitand fixarea pe arbore cu un inel excentric; c - rulment cu inel de fixare cu doua suruburi.

Rulmentii de acest tip se livreaza etansati in ambele parti cu unsoarea necesara.

d) Rulmenti radiali oscilanti cu bile pe doua randuri (fig. 8).

          Acest tip de rulmenti permite deplasari unghiulare ale arborelui sau carcasei de pana la 4°.

Page 10: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

                             

                   Fig. 8. Rulment radial oscilant cu bile pe doua randuri

          Valoarea abaterilor unghiulare pe care le poate prelua rulmentul, si care apar datorita lipsei de aliniere a lagarelor, cat si datorita incovoierii arborelui, este limitata de necesitatea ca bilele sa nu atinga calea de rulare.

          Capacitatea de incarcare a rulmentilor radial-axiali cu doua randuri de bile este mai mica decat cea a rulmentilor cu un singur rand de bile, datorita contactului relativ mic dintre bile si calea de rulare a inelului exterior.

e) Rulmenti radiali-axiali cu bile. Pot fi cu unul sau doua randuri. Sunt construiti pentru preluarea sarcinilor axiale si radiale (fig. 9.).

                             

                             Fig. 9. Rulment radial-axial cu bile

Rulmentii radiali-axiali (fig. 9.) sunt construiti in variantele:

Page 11: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

      cu bile pe un rand (a);

      cu bile pe doua randuri (b).

Acesti rulmenti sunt folositi cu succes atunci cand sarcina axiala depaseste cu 25% sarcina radiala.

f) Rulmenti radiali cu role cilindrice pe un rand. Acesti rulmenti au corpurile de rulare constituite din role cilindrice care au axele paralele cu axa rulmentului si sunt ghidate de unul sau doua inele (fig. 10).

                   Fig.10. Rulment radial cu role cilindrice pe un rand

Rulmentii sunt organe de masini demontabile, ceea ce permite montarea si demontarea usoara a ansamblului. Ei preiau sarcini radiale mari si functioneaza in bune conditii la turatii ridicate. Se folosesc cu succes la transmisiile de cale ferata.

g) Rulmenti cu role cilindrice pe doua randuri. Sunt folositi in mod special la arborii principali ai masinilor unelte (fig. 11).

Page 12: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

                   

                   Fig.11. Rulment cu role cilindrice pe doua randuri

          Diametrul exterior al arborilor este foarte redus; ei pot suporta sarcini radiale mari datorita celor doua randuri de role. O alta caracteristica a acestor rulmenti este aceea ca deformatia sub sarcina este redusa.

Ca variante constructive amintim:

      rulmenti cu umeri de ghidare pe inelul interior(a);

      rulmenti cu umeri de ghidare pe inelul exterior (b);

      rulmenti cu alezaj cilindric sau conic.

                       

                       Fig. 12. Rulment radial cu ace

h) Rulmenti radiali cu ace. Sunt asemanatori cu rulmentii cu role cilindrice (fig. 12).

Page 13: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

Corpurile de rulare numite ace sunt cilindri la care lungimea este de peste 2,5 ori diametrul. Datorita acestui fapt, rulmentii cu ace pastreaza avantajele rulmentilor cu role cilindrice in ceea ce priveste capacitatea de a prelua sarcini radiale mari la turatii ridicate la dimensiuni de gabarit reduse.

Ei permit, in anumite limite, o deplasare axiala intre arbore si carcasa, precum si montaiea separata a celor doua inele.

2.2.2. Rulmenti axiali

          Vom prezenta numai varianta:

i) Rulmenti axiali cu bile pe un rand cu simplu efect (fig. 13).

 Rulmentul se compune din doua saibe plane prevazute cu cale de rulare si o colivie cu bile.

             Se folosesc pentru preluarea sarcinilor axiale mari intr-un singur sens si nu pot prelua incarcari radiale.

Page 14: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

                             

                                                Fig. 13. Rulment axial

Tehnologia cu alunecare a lagarelor

LAGĂRE CU ALUNECARE

7.1. CARACTERIZARE. CLASIFICARE. DOMENII DE FOLOSIRE

Lagărele cu alunecare reprezintă organe de maşini care asigură rezemarea pieselor cu mişcare

Page 15: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

de rotaţie, de regulă arbori sau osii rotitoare, preiau forţele care încarcă piesele respective şi

lucrează în condiţiile unei alunecări relative a suprafeţei fusului arborelui pe suprafaţa lagărului

(cuzinetului), cele două suprafeţe fiind separate printr-o peliculă de lubrifiant.

Clasificarea lagărelor cu alunecare se face după mai multe criterii, prezentate în continuare:

după regimul de frecare (uscată, limită, mixtă, fluidă);

după direcţia forţei preluate (radială, axială, axial-radială, radial-axială);

după forma suprafeţei de frecare (cilindrică, conică, sferică);

după modul de realizare a frecării fluide (hidrodinamice (HD), elastohidrodinamice (EHD),

gazodinamice (GD), hidrostatice (HS), gazostatice (GS), hibride (hidrostaticohidrodinamice));

după poziţia pe arbore (de capăt, intermediare);

după felul mişcării de rotaţie (completă, oscilantă).

Avantajele lagărelor cu alunecare se reduc la următoarele:

• ghidare mai precisă a arborilor faţă de carcase, datorită numărului mai mic de piese faţă de

lagărele cu rostogolire;

Page 16: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

• filmul de lubrifiant preia, în mare măsură, şocurile şi vibraţiile şi contribuie la reducerea

zgomotului;

• au dimensiuni de gabarit radiale mai reduse decât lagărele cu rostogolire;

• au durate de funcţionare mai mari decât lagărele cu rostogolire şi pot funcţiona la turaţii mari

şi foarte mari.

Dezavantajele acestor lagăre constau în:

• coeficienţi de frecare (pierderi prin frecare) mai mari decât la lagărele cu rostogolire;

• gabarit în direcţie axială mare;

• grad de standardizare mai redus decât în cazul rulmenţilor şi consum de lubrifiant mare.

Domeniile de folosire ale lagărelor cu alunecare este mai redus decât al lagărelor cu rulmenţi şi

se recomandă în acele cazuri în care lagărele cu rostogolire nu pot fi utilizate: la turaţii foarte mari,

la care durabilitatea rulmenţilor este redusă; la arborii care trebuie ghidaţi foarte precis; în cazul

lagărelor supuse şocurilor şi vibraţiilor; în cazul când se impun dimensiuni de gabarit radiale foarte

Page 17: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

mici; la dimensiuni de gabarit foarte mari, pentru care nu se execută rulmenţi în serie şi la care

lagărele cu alunecare sunt mai ieftine; în condiţii de umiditate şi mediu agresiv, în care lagărele cu

rostogolire nu pot fi folosite; la mecanismele cu funcţionare lentă şi puţin solicitate, la care costul

unui lagăr cu alunecare este mai redus decât al unui rulment. 148

Pentru funcţionarea corectă a lagărelor cu alunecare, fără o uzură sistematică a suprafeţelor

fusului şi cuzinetului, acestea trebuie să fie separate printr-o peliculă de lubrifiant suficient de

groasă, care să excludă complet contactul direct al celor două suprafeţe în mişcare relativă.

La lagărele radiale hidrodinamice, pentru realizarea filmului de lubrifiant autoportant, care să

învingă forţa care încarcă fusul arborelui şi să întrerupă contactul direct dintre fus şi cuzinet, trebuie

îndeplinite următoarele condiţii:

să existe, între fus şi cuzinet, un interstiţiu (joc) în formă de pană (convergent);

să existe o mişcare relativă între fus şi cuzinet, în sensul convergenţei interstiţiului;

Page 18: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

să existe în lagăr o cantitate suficientă de lubrifiant, cu proprietăţile de aderenţă şi

vâscozitate (aderenţa – proprietatea lubrifiantului de a forma pe suprafeţele fusului şi

cuzinetului pelicule foarte subţiri; vâscozitatea – rezistenţa la alunecarea relativă între două

straturi vecine de lubrifiant, ea caracterizând frecarea interioară a lubrifiantului).

Stratul de lubrifiant în contact cu cuzinetul are viteza zero, iar cel în contact cu fusul are viteza

acestuia v; straturile intermediare de lubrifiant au viteze diferite, cuprinse între zero şi v. La rotirea

fusului, lubrifiantul este antrenat (deplasat) în interstiţiul dintre fus şi cuzinet, în zona care se

îngustează treptat, mărindu-şi presiunea; rezultă o forţă hidrodinamică (autoportantă), care întrerupe

contactul direct dintre fus şi cuzinet, învingând forţa F care încarcă

înaintea punctului de joc minim, situat pe linia centrelor fusului şi cuzinetului; punctul de început al Lagăre cu alunecare 149

filmului de lubrifiant autoportant depinde de construcţia cuzinetului şi de locul de introducere a

lubrifiantului, iar cel de sfârşit este situat după jocul minim, în apropiere de acesta. În plan axial,

Page 19: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

presiunea are o distribuţie parabolică asimetrică, fiind zero la capetele lagărului, iar valoarea

maximă este deplasată spre interior, din cauza deformaţiilor de

rezistenţa opusă mişcării sau tendinţei de mişcare dintre cele două corpuri, lucrul mecanic al

forţelor de frecare fiind transformat în căldură.

Tipurile frecării de alunecare sunt următoarele: uscată, limită, fluidă, mixtă.

Frecarea riguros uscată se realizează în condiţii de laborator (în vid), adică în condiţiile

absenţei oricărei contaminări a suprafeţelor în contact cu medii fluide sau solide şi se

caracterizează prin pierderile cele mai mari de energie.

Frecarea tehnic uscată este frecvent întâlnită în tehnică şi se caracterizează prin prezenţa

unui mediu gazos şi o contaminare redusă a suprafeţelor în contact, cu corpuri străine.

Aceasta se caracterizează prin coeficienţi de frecare mari şi uzuri importante, legile sale

fiind prezentate în continuare: forţa de frecare Ff

este direct proporţională cu forţa normală

Fn la suprafeţele în contact (Ff = µFn); coeficientul de frecare µ nu depinde nici de mărimea

Page 20: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

suprafeţei de contact şi nici de viteza relativă de alunecare ci numai de cuplul de materiale în

contact. Frecarea uscată se datoreşte angrenării microasperităţilor suprafeţelor celor două

piese şi punctelor de adeziune moleculară; microasperităţile sunt supuse la strivire şi

forfecare.

Frecarea limită se caracterizează prin prezenţa pe suprafeţele pieselor în contact a unui strat

foarte subţire (10-3

... 10-2 µm), dar puternic ancorat,de corpuri străine, care împiedică

formarea punctelor de adeziune moleculară, dar nu înlătură angrenarea microasperităţilor.

Forţele de frecare, în condiţiile frecării limită, pot fi de 2 ... 3 ori mai mici decât la frecarea

uscată, respectiv uzurile sunt mult mai mici.

Frecarea fluidă apare atunci când între suprafeţele pieselor este interpus un strat (film) de

lubrifiant suficient de gros, astfel că este exclus contactul direct dintre suprafeţele celor două

piese. Frecarea are loc numai între straturile de lubrifiant, pierderile prin frecare fiind foarte

Page 21: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

mici, iar uzura este practic inexistentă. Acesta este regimul ideal, al cărui studiu se face pe

baza legilor mecanicii fluidelor (hidrodinamicii fluidelor vâscoase). Pentru frecarea fluidă se

defineşte un coeficient de frecare convenţional µ=ηv/pmh, unde η este vâscozitatea dinamică

a lubrifiantului, v – viteza fusului, pm – presiunea medie, iar h – grosimea stratului de

lubrifiant.

Frecarea mixtă apare atunci când grosimea filmului de lubrifiant este prea mică sau

suprafeţele pieselor sunt prelucrate grosolan, astfel că unele microasperităţi ajung în contact,

rupând – din loc în loc – filmul de lubrifiant. Pierderile prin frecare sunt mai mari ca la

frecarea fluidă. Organe de maşini

7.2.2.2. Regimuri de funcţionare pentru lagărele radiale hidrodinamice

Toate tipurile de frecări prezentate pot fi întâlnite la diferitele regimuri de funcţionare ale

lagărelor cu alunecare radiale hidrodinamice (fig.7.2).

În repaus (fig.7.2, a), fusul se sprijină pe cuzinet şi lubrifiantul

dintre cele două suprafeţe în contact este expulzat.

Page 22: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

În momentul demarajului (fig.7.2, b), datorită frecării foarte

mari dintre fus şi cuzinet (uscată sau limită), fusul se

deplasează în sensul rotirii şi ajunge într-o zonă lubrifiată,

creându-se condiţiile necesare realizării ungerii hidrodinamice.

La turaţie redusă (fig.7.2, c), grosimea minimă a filmului de

lubrifiant hmin este mai mică decât suma înălţimilor maxime ale

microasperităţilor suprafeţelor celor două piese în mişcare

relativă (fus şi cuzinet), astfel că regimul de frecare realizat

este mixt.

La creşterea turaţiei, de la o anumită valoare a acesteia, se realizează un joc minim optim,

necesar obţinerii regimului de frecare fluidă (fig.7.2, d).

Unele lagăre cu alunecare, de la maşini şi utilaje care funcţionează la turaţii reduse, funcţionează în regim de frecare mixt.

Regimurile de frecare întâlnite în funcţionarea unui lagăr cu alunecare radial hidrodinamic pot fi

urmărite şi cu ajutorul curbelor Stribeck (fig.7.3), care reprezintă variaţia coeficientului de frecare µ

cu turaţia n. Curba 1 este obţinută experimental, iar curba 2 reprezintă variaţiile calculate ale

coeficientului de frecare fluidă;

Page 23: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

Uzura abrazivă apare datorită pătrunderii în lagăr a unor particule dure, ale căror dimensiuni

sunt mai mari decât grosimea minimă a stratului de lubrifiant.

Griparea constă în sudarea locală între fus şi cuzinet, mai ales în cazul unor jocuri mici. Se

datoreşte pierderii de către filmul de lubrifiant a capacităţii sale de protecţie, ca urmare a

temperaturii şi presiunii ridicate. Fenomenul este mai frecvent la fusuri necălite în cuzineţi din

bronzuri dure şi apare în special la lagărele lubrifiate necorespunzător. Griparea este favorizată de

deformaţia elastică a arborelui şi de dilataţiile termice ale fusului, în anumite cazuri putându-se

ajunge la blocarea completă a fusului în lagăr, ca urmare a reducerii jocului radial la zero.

Oboseala de contact (pitting) apare la lagărele solicitate de sarcini variabile în timp.

7.2.3.2. Calculul lagărelor cu frecare uscată, limită sau mixtă

Pentru efectuarea acestui calcul, se consideră următoarele ipoteze simplificatoare:

• presiunea din lagăr este uniform distribuită;

• coeficientul de frecare este considerat constant şi cunoscut;

Page 24: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

• căldura degajată în lagăr este evacuată în totalitate prin corpul lagărului.

În aceste condiţii, calculul lagărelor cu frecare uscată, limită sau mixtă urmăreşte următoarele

obiective:

limitarea presiunii medii din lagăr;

verificarea lagărului la durabilitate

(uzare);

limitarea temperaturii medii din lagăr.

♦ Determinarea presiunii medii din lagăr

unde: D este diametrul fusului arborelui; B –

lungimea de contact dintre fus şi cuzinet; pa –

presiunea admisibilă (fig.7.4).

Diametrul fusului D se adoptă în funcţie de

diametrul arborelui obţinut din calculul de

rezistenţă; se recomandă limitarea raportului

lăţime/diametru la valori B/D<1,2, rapoarte mai mari conducând la creşterea neuniformităţii

repartiţiei presiunii în direcţie axială.

Valorile presiunii admisibile pa sunt dependente de materialul cuzinetului şi sunt prezentate în

Page 25: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

literatura de specialitate.

♦ Calculul la durabilitate (uzare)

Volumul de material îndepărtat prin uzare

u = , (7.2) 152 Organe de maşini

unde: l este lungimea parcursă, în mişcarea relativă a fusului faţă de cuzinet, în perioada de

funcţionare impusă Lh; k – coeficient de proporţionalitate, dependent de cuplul de materiale şi de

condiţiile de ungere.

Exprimând forţa (radială) în funcţie de presiunea medie (v. relaţia (7.1))

F = pmBD (7.3)

şi lungimea parcursă în funcţie de viteza fusului v=πDn (n – turaţia fusului)

Pentru un volum de uzare Vu acceptat şi o durabilitate Lh impusă, rezultă valoarea admisibilă a produsului (pmv)a.

Calculul la durabilitate (uzare) constă în compararea produsului pmv efectiv cu cel considerat

admisibil.

Valorile produsului (pmv)a, exprimate în MPa·m/s, sunt date în literatura de specialitate, în

funcţie de materialul cuzinetului.

Page 26: Tehnologia Cu Rostogolire Si Alunecare a Lagarelor

Produsul pmv se regăseşte şi în relaţia puterii consumate prin frecare şi ca atare se poate admite

şi o semnificaţie termică a acestui calcul.

♦ Calculul temperaturii medii

Temperatura medie, în regim staţionar, se calculează pe baza egalităţii dintre puterea consumată

prin frecare şi cantitatea de căldură transferată lagărului şi apoi mediului ambiant

Parametrii din relaţiile de mai sus au următoarele semnificaţii: K – coeficient global de transfer

de căldură prin corpul lagărului; A – suprafaţa exterioară a corpului lagărului, în contact cu aerul; t0

– temperatura mediului ambiant; ta – temperatura admisibilă; µ - coeficientul de frecare. Valorile lui

µ şi ta sunt date, în literatura de specialitate, în funcţie de materialul cuzinetului.

Esenţa calculului lagărelor radiale hidrodinamice constă în proiectarea filmului de lubrifiant

autoportant, care trebuie să prezinte următoarele calităţi:

• să aibă o grosime minimă hmin suficient de mare, pentru a asigura frecarea fluidă (hmin ≥ha);

• să fie stabil, pentru ca să nu se rupă în cazul sarcinilor cu şoc.

• să funcţioneze la o temperatură inferioară celei admisibilie